(57)【要約】  【課題】発光効率が向上できるとともに低消費電力化が図れ且つ安定性の高い電子エミッタ付発光装置を提供する。  【解決手段】前面ガラス基板２０、背面ガラス基板１１、隣り合う一対のバリアリブ１２などにより前面ガラス基板２０と背面ガラス基板１１との間に気密空間が形成された表示セルを構成しており、表示セル内に電子エミッタ１０が配置されている。電子エミッタ１０は、表面電極と下部電極との間に酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層を有し表面電極と下部電極との間に直流電圧を印加することにより下部電極から強電界ドリフト層へ注入された電子が表面電極を通して放出される弾道電子面放出型の電子エミッタからなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密容器内に封入されたガスの励起に伴う発光を利用する発光装置へ前記ガスを励起させるように前記ガス中へ電子を供給する電子エミッタを付加したものであって、前記電子エミッタが、表面電極と下部電極との間に酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層を有し表面電極と下部電極との間に直流の駆動電圧を印加することにより下部電極から強電界ドリフト層へ注入された電子が表面電極を通して放出される弾道電子面放出型の電子エミッタからなることを特徴とする電子エミッタ付発光装置。
【請求項２】
前記ガスは、紫外線を発生するガスからなることを特徴とする請求項１記載の電子エミッタ付発光装置。
【請求項３】
前記気密容器に設けられた対になる放電用電極と、当該対になる放電用電極間に直流電圧を印加して前記気密容器内へ電界を印加する電界印加手段とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子エミッタ付発光装置。
【請求項４】
前記電界印加手段は、前記ガスが放電する放電開始電圧よりも小さな直流電圧を前記対になる放電用電極間に印加する機能を備えることを特徴とする請求項３記載の電子エミッタ付発光装置。
【請求項５】
前記電子エミッタは、前記放電用電極へ流れる電流を制限するように前記対になる放電用電極間に配置されてなることを特徴とする請求項３記載の電子エミッタ付発光装置。
【請求項６】
前記電子エミッタの前記表面電極と前記下部電極との間へ前記駆動電圧を印加して前記電子エミッタを駆動する駆動手段を備え、駆動手段は、放電開始以前から前記電子エミッタを駆動させる機能を有することを特徴とする請求項３記載の電子エミッタ付発光装置。
【請求項７】
前記気密容器に設けられた対になる放電用電極と、当該対になる放電用電極間に交流電圧を印加して前記ガスを放電させる電界印加手段と、前記電子エミッタの前記表面電極と前記下部電極との間へ前記駆動電圧を印加して前記電子エミッタを駆動する駆動手段を備え、駆動手段は、放電開始以前から前記電子エミッタを駆動させる機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子エミッタ付発光装置。
【請求項８】
前記電子エミッタは、前記気密容器内に配設されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の電子エミッタ付発光装置。
【請求項９】
前記電子エミッタは、前記気密容器の内壁面に配設されてなることを特徴とする請求項８記載の電子エミッタ付発光装置。
【請求項１０】
前記電子エミッタの前記表面電極と前記下部電極との間へ前記駆動電圧を印加して前記電子エミッタを駆動する駆動手段を備え、駆動手段は、前記電子エミッタからピークエネルギが３ｅＶ以下若しくは１０ｅＶ以上の電子が放出されるように前記電子エミッタを駆動することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の電子エミッタ付発光装置。
【請求項１１】
前記駆動手段は、１８Ｖ以上の駆動電圧で前記電子エミッタを駆動することを特徴とする請求項１０記載の電子エミッタ付発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状光源、フラットパネルディスプレイパネルなどに応用できる電子エミッタ付発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプラズマディスプレイパネル（Plasma  Display  Panel：以下、ＰＤＰと略称する）は、画素に用いられる表示セル（放電セル）に封入されたＸｅガスを放電させることで励起波長が１４７ｎｍおよび１７３ｎｍの紫外線を放出させ、この紫外線によって表示セル内の蛍光体を励起して発光させている。
【０００３】
しかしながら、この種のＰＤＰの表示セル内での放電は、放電により生じたイオンの二次電子放出で放電が維持される冷陰極グロー放電であるため、電離に必要なエネルギが紫外線の放出に寄与しないので、発光効率が低いという問題がある。また、表示セル内にＸｅガスのみが封入されたものでは放電効率が低いので、Ｘｅガスに加えてＨｅガスやＮｅガスなどを封入したものがあるが、Ｘｅガスの分圧が減少し、発光効率が低下してしまうという問題もあった。さらに、従来のＰＤＰでは表示セル内に封入されたガスが放電を開始するときの電圧である放電開始電圧や、放電を維持するために必要な電圧が高いので、消費電力が大きくなるという問題もあった。これらのことから、ＰＤＰでは輝度の向上と消費電力の低減とが望まれている。
【０００４】
また、直流放電型（ＤＣ型）のＰＤＰにおいて２５６階調などの高い階調が要求されるものでは、駆動時に放電が開始されるまでの時間を１μ秒以内とするとともに、放電に必要な電圧を低減するために表示セルに隣接して補助セルを設けている。しかしながら、補助セルを設けたＤＣ型のＰＤＰでは、製造プロセスの複雑化や発光面積の低下に伴って効率が低下してしまうという問題があった。さらには予備放電によってコントラストが低下するという問題があった。
【０００５】
一方、交流放電型（ＡＣ型）のＰＤＰでは、放電セルの内壁に被着した誘電体層への蓄積電荷を利用して放電に必要な電圧を低減するようにしたものも提案されている。このような誘電体層を放電セルの内壁に設けたＰＤＰでは、誘電体層を二次電子放出係数の比較的大きなＭｇＯ膜からなる保護層で被覆してあるが、Ｘｅガスに対するＭｇＯ膜の二次電子放出（γ効果）効率が０．１％程度と非常に低いため紫外線の発光効率の向上および低消費電力化に十分な効果が得られないという問題があった。また、ＡＣ型のＰＤＰでは、壁電荷を利用しているので、コントラストが低下するという問題があった。
【０００６】
また、表示セル内に封入されたガス中へフィラメントから電子を供給することでガスの励起効率を向上させるようにしたものも提案されているが、製造プロセスが複雑になるという問題があり、しかも、フィラメントを用いていることにより、低消費電力化が難しくなるという問題があった。
【０００７】
そこで、表示セル内にいわゆるスピント（Spindt）型電極（例えば、特許文献１参照）を設置し、スピント型電極からガス中へ電子を放出することで放電開始電圧を低下させることが考えられている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】米国特許３６６５２４１号公報
【特許文献２】特開平９−３０６３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、表示セル内に封入されたガスを放電させるためには、パッシェンの法則によればガス圧を数十ｋＰａ程度にすることが必要である。しかしながら、スピント型電極は、電界がエミッタチップの先端に集中するので、エミッタチップの先端の周りの真空度が低くて残留ガスが存在するような場合、放射された電子によって残留ガスがプラスイオンにイオン化され、プラスイオンがエミッタチップの先端に衝突するから、エミッタチップの先端がダメージ（例えば、イオン衝撃による損傷）を受け、仕事関数などが変動するため、放射される電子の電流密度や効率が不安定になったり、エミッタチップの寿命が短くなってしまうという問題があった。要するに、スピント型電極は、ＰＤＰのように数十ｋＰａのガスが封入された表示セル内では安定に動作することができず、安定性が低いという問題があった。しかもスピント型電極は製造プロセスが複雑であるという問題もあった。
【０００９】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、発光効率が向上できるとともに低消費電力化が図れ且つ安定性の高い電子エミッタ付発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、気密容器内に封入されたガスの励起に伴う発光を利用する発光装置へ前記ガスを励起させるように前記ガス中へ電子を供給する電子エミッタを付加したものであって、前記電子エミッタが、表面電極と下部電極との間に酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層を有し表面電極と下部電極との間に直流の駆動電圧を印加することにより下部電極から強電界ドリフト層へ注入された電子が表面電極を通して放出される弾道電子面放出型の電子エミッタからなることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ガス中へ電子エミッタから電子を供給することにより、ガスを励起させるのに必要なエネルギを減少させることができ、ガスの励起効率が向上するとともに、放電が開始する放電開始電圧および放電を維持するための電圧を低減することができるから、発光効率が向上するとともに低消費電力化を図ることができ、しかも、弾道電子面放出型の電子エミッタは電子放出特性の真空度依存性が小さくて例えばプラズマディスプレイパネルの表示セル内のような数十ｋＰａの圧力中でも比較的低い駆動電圧で安定して電子を放出することができるので、安定性を高めることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ガスは、紫外線を発生するガスからなることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、例えば、気密容器の内壁面に紫外線により励起されて発光する蛍光体層を被着しておくことにより所望の発光色を得ることが可能になる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記気密容器に設けられた対になる放電用電極と、当該対になる放電用電極間に直流電圧を印加して前記気密容器内へ電界を印加する電界印加手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、例えば直流放電型のプラズマディスプレイパネルへの応用が可能になる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記電界印加手段は、前記ガスが放電する放電開始電圧よりも小さな直流電圧を前記対になる放電用電極間に印加する機能を備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、放電開始電圧よりも小さな電圧で動作させることによって発光効率がさらに向上し、また、プラズマからのイオンなどの衝突によって前記電子エミッタが受けるダメージを低減することができ長寿命化を図ることができる。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記電子エミッタは、前記放電用電極へ流れる電流を制限するように前記対になる放電用電極間に配置されてなることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、前記放電用電極へ過大な電流が流れるのを前記電子エミッタによって防ぐことができ、長寿命化を図ることができ、しかも、前記放電用電極へ流れる電流を制限するための保護抵抗を別途に設ける必要がないから、保護抵抗を形成するためのプロセスを削減できる。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項３の発明において、前記電子エミッタの前記表面電極と前記下部電極との間へ前記駆動電圧を印加して前記電子エミッタを駆動する駆動手段を備え、駆動手段は、放電開始以前から前記電子エミッタを駆動させる機能を有することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、放電開始以前から前記電子エミッタを駆動して前記ガス中へ電子を供給することで従来のような補助セルを設けることなしに、電界印加手段によって直流電圧を印加したときに放電が開始するまでに要する時間を短縮することが可能になる。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記気密容器に設けられた対になる放電用電極と、当該対になる放電用電極間に交流電圧を印加して前記ガスを放電させる電界印加手段と、前記電子エミッタの前記表面電極と前記下部電極との間へ前記駆動電圧を印加して前記電子エミッタを駆動する駆動手段を備え、駆動手段は、放電開始以前から前記電子エミッタを駆動させる機能を有することを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、例えば交流放電型のプラズマディスプレイパネルの表示セルへの応用が可能になり、また、電界印加手段によって交流電圧を印加したときに放電が開始するまでに要する時間を短縮することが可能になるとともに、放電開始電圧を低減させることが可能になる。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７の発明において、前記電子エミッタは、前記気密容器内に配設されてなることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、前記電子エミッタから前記ガス中へ電子を効率的に供給することができる。
【００２６】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記電子エミッタは、前記気密容器の内壁面に配設されてなることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、前記電子エミッタを前記気密容器の内壁面に形成することができ、製造が容易になる。
【００２８】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９の発明において、前記電子エミッタの前記表面電極と前記下部電極との間へ前記駆動電圧を印加して前記電子エミッタを駆動する駆動手段を備え、駆動手段は、前記電子エミッタからピークエネルギが３ｅＶ以下若しくは１０ｅＶ以上の電子が放出されるように前記電子エミッタを駆動することを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、前記ガス中への電子の注入効率を向上させることができる。
【００３０】
請求項１１の発明は、請求項１０の発明において、前記駆動手段は、１８Ｖ以上の駆動電圧で前記電子エミッタを駆動することを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、前記電子エミッタから放出される電子のエネルギ分布におけるピークエネルギが１０ｅＶ以上になるから、前記ガス中への電子の注入効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１の発明では、発光効率が向上できるとともに低消費電力化が図れ且つ安定性を高めることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（実施形態１）
本実施形態では、図２に示す基本構成を有する電子エミッタ付発光装置を表示セルとして応用したＤＣ型の反射型ＰＤＰを例示する。
【００３４】
まず、図２に示す電子エミッタ付発光装置について説明する。
【００３５】
図２に示す電子エミッタ付発光装置は、表示電極の一部を構成し放電用電極を兼ねる透明電極２１が設けられた前面ガラス基板２０と、放電用電極１４が設けられた背面ガラス基板１１とを対向配置し、前面ガラス基板２０と背面ガラス基板１１との間にスペーサ１２を介在させ、前面ガラス基板２０と背面ガラス基板１１とスペーサ１２とを有する気密容器内の空間ＣにＸｅガスを封入してある。また、気密容器の一部を構成する背面ガラス基板１１における前面ガラス基板２０との対向面上には上記放電用電極１４が配設してあり、放電用電極１４上に電子エミッタ１０を配置してある。また、気密容器の内壁面に蛍光体層１３が被着されている。蛍光体層１３は、背面ガラス基板１１における前面ガラス基板２０との対向面であって放電用電極１４および電子エミッタ１０に重ならない部位とスペーサ１２とに跨って被着されている。すなわち、気密容器の内壁面において前面ガラス基板２０の部分および電子エミッタ１０に対応した部分以外の略全体にわたって蛍光体層１３を被着してある。なお、気密容器内の空間Ｃに封入するＸｅガスのガス圧は、数十ｋＰａ程度に設定してある。また、図２に示したエミッタ付発光装置は、透明電極２１と放電用電極１４とが対をなしたものであり、透明電極２１と放電用電極１４との間に直流電圧を印加して気密容器内へ電界を印加する電界印加手段たる直流電源（図示せず）を備えている。
【００３６】
電子エミッタ１０は、図３に示すような基本構成を有するものであって、背面ガラス基板１１の一表面側に導電性層よりなる下部電極８が形成され、下部電極８上に酸化した多孔質多結晶シリコン層よりなる強電界ドリフト層６が形成され、強電界ドリフト層６上に導電性薄膜よりなる表面電極７が形成されている。ここに、強電界ドリフト層６は、下部電極８上にノンドープの多結晶シリコン層を堆積させた後に、該多結晶シリコン層を陽極酸化処理にて多孔質化して多孔質多結晶シリコン層を形成し、さらに多孔質多結晶シリコン層を室温の電解質溶液（例えば、１ＭのＨ２ＳＯ４の水溶液）中で電気化学的に酸化することによって形成されている。また、表面電極７は、強電界ドリフト層６上に形成された膜厚が２ｎｍのクロム薄膜と、クロム薄膜上に積層された膜厚が８ｎｍの金薄膜とからなる導電性薄膜により構成してある。
【００３７】
なお、表面電極７の材料はＡｕやＣｒに限定されるものではなく、表面電極７の材料として、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ，Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｌｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなど、およびそれらの酸化物や組み合わせなどであってもよい。また、表面電極７の膜厚は例えば１０ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内で設定し、より小さくすることが望ましいが、表面電極７の成膜時にいわゆる島状成長してしまうような膜厚では表面電極７の断線などの問題を引き起こす恐れがあるので、表面電極７の膜厚は表面電極７の材料および成膜方法に応じて適宜設定すればよい。
【００３８】
図３に示した電子エミッタ１０では、表面電極７を真空中に配置するとともに図４に示すように表面電極７に対向してコレクタ電極２１を配置し、表面電極７を下部電極８に対して正極として直流の駆動電圧Ｖpsを印加するとともに、コレクタ電極２１を表面電極７に対して正極として直流電圧Ｖcを印加することにより、下部電極８から注入された電子が強電界ドリフト層６をドリフトし表面電極７を通して放出される（なお、図４中の一点鎖線は表面電極７を通して放出された電子ｅ−の流れを示す）。ここにおいて、表面電極７と下部電極８との間に流れる電流をダイオード電流Ｉpsと称し、コレクタ電極１２と表面電極７との間に流れる電流を放出電子電流Ｉeと称し、ダイオード電流Ｉpsに対する放出電子電流Ｉeが大きい（Ｉe／Ｉpsが大きい）ほど電子放出効率が高くなる。なお、この電子エミッタ１０では、表面電極７と下部電極８との間に印加する駆動電圧Ｖpsを１０〜２０Ｖ程度の低電圧としても電子を放出させることができる。
【００３９】
この電子エミッタ１０では、電子放出特性の真空度依存性が小さく且つ電子放出時にポッピング現象が発生せず安定して電子を高い電子放出効率で放出することができる。ここにおいて、強電界ドリフト層６は、図５に示すように、少なくとも、背面側ガラス基板１１の主表面側に列設された柱状の多結晶シリコンのグレイン（半導体結晶）５１と、グレイン５１の表面に形成された薄いシリコン酸化膜５２と、グレイン５１間に介在するナノメータオーダのシリコン微結晶６３と、シリコン微結晶６３の表面に形成され当該シリコン微結晶６３の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜であるシリコン酸化膜６４とから構成されると考えられる。すなわち、強電界ドリフト層６は、各グレインの表面が多孔質化し各グレインの中心部分では結晶状態が維持されていると考えられる。したがって、強電界ドリフト層６に印加された電界はほとんどシリコン酸化膜６４にかかるから、注入された電子はシリコン酸化膜６４にかかっている強電界により加速され多結晶シリコンのグレイン５１間を表面に向かって図５中の矢印Ａの向きへ（図５中の上方向へ向かって）ドリフトするので、電子放出効率を向上させることができる。ここに、強電界ドリフト層６の表面に到達した電子はホットエレクトロンであると考えられ、表面電極７を容易にトンネルし真空中に放出される。なお、この電子エミッタ１０の電子放出原理は、弾道電子放出現象と呼ばれており、電子エミッタ１０は弾道電子面放出型の電子エミッタである。
【００４０】
なお、本実施形態では、強電界ドリフト層６を酸化した多孔質多結晶シリコン層により構成しているが、強電界ドリフト層６を窒化した多孔質多結晶シリコン層、あるいは、その他の酸化若しくは窒化した多孔質半導体層（多孔質単結晶半導体層、多孔質アモルファス半導体層など）により構成してもよい。また、多結晶シリコンはノンドープに限らず、ドーピングしたものでもよい。
【００４１】
以下、上述の電子エミッタ付発光装置を表示セル（放電セル）として応用したＰＤＰについて図１を参照しながら説明する。
【００４２】
図１に示した構成のＰＤＰは、矩形板状の前面ガラス基板２０と矩形板状の背面ガラス基板１１とを対向配置し、前面ガラス基板２０と背面ガラス基板１１との間に上記スペーサとしてのバリアリブ１２を介在させてある。ここにおいて、背面ガラス基板１１における前面ガラス基板２０との対向面には複数のバリアリブ１２が列設されている。すなわち、複数のバリアリブ１２が全体としてストライプ状に配設されている。背面ガラス基板１１における前面ガラス基板２０との対向面であって隣り合うバリアリブ１２の間の部位の略中央には上記放電用電極としてのアドレス電極１４が配設されている。ここに、アドレス電極１４は、バリアリブ１２に長手方向が一致するように配設されている。要するに、背面ガラス基板１１にはバリアリブ１２とアドレス電極１４とが交互に配設されている。
【００４３】
また、アドレス電極１４の両側には蛍光体層１３が形成されている。蛍光体層１３は背面ガラス基板１１とバリアリブ１２とに跨って形成されている。また、アドレス電極１４における前面ガラス基板２０側には電子エミッタ１０が配設されている。ここに、電子エミッタ１０はアドレス電極１４が上述の下部電極８を兼ねている。すなわち、電子エミッタ１０は、アドレス電極１４上に上述の強電界ドリフト層６が形成されている。また、前面ガラス基板２０における背面ガラス基板１１との対向面には、アドレス電極１４に交差する方向に複数の透明電極２１が列設されている。また、透明電極２１における背面ガラス基板１１側には透明電極２１の電気抵抗による電圧低下を防ぐためのバス電極２２が形成されており、透明電極２１とバス電極２２とで表示電極を構成している。要するに、アドレス電極１４、電子エミッタ１０、バリアリブ１２、蛍光体層１３は長手方向が一致している。なお、バリアリブ１２は、放電時に隣接する表示セルへの影響を防止する機能と、隣接する表示セル間の光の混合を防ぐ機能とを備えている。
【００４４】
図１に示したＰＤＰは、前面ガラス基板２０、背面ガラス基板１１、隣り合う一対のバリアリブ１２などにより前面ガラス基板２０と背面ガラス基板１１との間に気密空間が形成された表示セルを構成しており、表示セル内に電子エミッタ１０が配置されている。
【００４５】
ところで、表示セルにおいて、背面ガラス基板１１における前面ガラス基板２０との対向面と隣り合うバリアリブ１２とに跨って蛍光体層１３が被着されており、表示セル内に封入されたガスが励起することにより発生する紫外線によって可視光を発光する。なお、蛍光体層１３は、電子エミッタ１０上には設けていない。
【００４６】
上述のＰＤＰでは、従来から周知のＰＤＰと同様に直流電圧を印加する透明電極２１とアドレス電極１４との組を選択して適宜電圧を印加すれば、透明電極２１とアドレス電極１４との交点に相当する部位でガスが放電するが、本実施形態では、ガス中へ電子エミッタ１０から電子を供給することにより、紫外線生成に寄与しないイオンの生成によるエネルギの損失を増加させることなく電子密度を向上させることができ、Ｘｅガスの励起効率を向上させることができ、また、Ｘｅガスを励起させるのに必要なエネルギを減少させることができ、放電が開始する放電開始電圧および放電を維持するための電圧を低減することができるから、発光効率が向上するとともに低消費電力化を図ることができる。しかも、電子エミッタ１０が上述のように、表面電極７と下部電極８との間に酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層６を有し表面電極７と下部電極８との間に直流電圧を印加することにより下部電極８から強電界ドリフト層６へ注入された電子が表面電極７を通して放出される弾道電子面放出型の電子エミッタからなるので、電子放出特性の真空度依存性が小さいから、プラズマディスプレイパネルの表示セル内のような数十ｋＰａの圧力中でも比較的低い低駆動電圧で安定して電子を放出することができ、安定性を高めることができる。ここにおいて、表示セル内に電子エミッタ１０を設けていない場合には、表示セル内のガス圧はパッシェンの法則に従い表示セルのサイズにより決まるが、電子エミッタ１０を設けたことによって、より広い圧力範囲で駆動させることが可能になる。
【００４７】
なお、気密容器となる表示セルの内壁面には、紫外線により励起されて発光する蛍光体層１３が被着されているので、蛍光体層１３の材料として適宜材料を用いることで、所望の発光色を得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、上記電界印加手段が、Ｘｅガスが放電する放電開始電圧よりも小さな直流電圧を対になる透明電極２１とアドレス電極１４との間に印加する機能を備えるので、放電開始電圧よりも小さな電圧で動作させることによって発光効率がさらに向上し、また、プラズマからのイオンなどの衝突によって電子エミッタ１０が受けるダメージを低減することができ長寿命化を図ることができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、表示セル内の空間に電子エミッタ１０を設置して、電子エミッタ１０からの放出電子をガス中へ供給しているが、電子エミッタ１０を表示セルの外部に設置して、放出電子を表示セル内に導入するようにしてもよい。また、表示セル内に封入するガスはＸｅガスだけに限定されるものではなく、例えばＮｅガスとＸｅガスとの混合ガスでもよいし、放電開始電圧や放電を維持するための電圧が低く且つ紫外線を大量に発生し、可視光の発生が少なく、放電に起因した蛍光体層１３へのダメージが少ないガスであればよく、Ｎｅガスの代わりにＨｅガスを封入してもよいし、Ｈｅガスを加えてもよい。
【００５０】
以下、本実施形態のＰＤＰの製造方法について説明する。
【００５１】
前面ガラス基板２０は、背面ガラス基板１１と対向させる面上に、例えばＩＴＯよりなる透明電極２１を形成した後、透明電極２１上にＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒよりなるバス電極２２を形成し、その後、周部に低融点ガラスよりなるシール層（図示せず）を５ｍｍ幅で形成し焼成する。なお、本実施形態では、透明電極２１としてＩＴＯ膜を用いているが、透明電極２１の材料はＩＴＯに限定されるものではなく、例えばＩＺＯを用いてもよい。
【００５２】
一方、背面ガラス基板２０は、直径が１ｍｍ程度の排気およびガス封入用の貫通孔を４隅のうちの１箇所近傍に形成した後、Ａｇよりなるアドレス電極１４を例えば印刷法により形成し、その後、アドレス電極１４上にノンドープの多結晶シリコン層を形成し、次に、該多結晶シリコン層をフッ化水素水溶液とエタノールとの混合液中での陽極酸化処理にて多孔質化して多孔質多結晶シリコン層を形成し、さらに多孔質多結晶シリコン層を室温の電解質溶液（例えば、１ＭのＨ２ＳＯ４の水溶液）中で電気化学的に酸化することにより強電界ドリフト層６を形成する。続いて、強電界ドリフト層６上に膜厚が２ｎｍのクロム薄膜と膜厚が８ｎｍの金薄膜との積層膜からなる表面電極７を形成することにより、アドレス電極１４と強電界ドリフト層６と表面電極７とからなる電子エミッタ１０が得られる。
【００５３】
また、アドレス電極１４の幅方向の両側に例えば低融点ガラスよりなるバリアリブ１２を印刷法により形成する。ここに、印刷法によるバリアリブ１２の形成にあたっては、十数回の重ね合わせ印刷を行う。なお、バリアリブ１２を形成する方法としては、印刷法の他にサンドブラスト法、リフトオフ法、埋め込み法などの方法を採用してもよい。
【００５４】
背面ガラス基板１１は、アドレス電極１４および電子エミッタ１０およびバリアリブ１２を形成した後、Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体層１３を印刷法などにより形成し、その後、周部にシール層を形成して焼成する。
【００５５】
以上のようにして構成された前面ガラス基板２０と背面ガラス基板１１とを、透明電極２１とアドレス電極１４とが直交するように位置合わせして互いのシール層同士を重ね合わせる。その後、Ｘｅガスを導入するためのガラス管を背面ガラス基板１１の上記貫通孔に対応した位置に配置し、焼成することでガラス管を背面ガラス基板１１に取り付ける。
【００５６】
その後、全体を高温焼成炉内に設置し、４００℃程度の温度環境下で前面ガラス基板２０と背面ガラス基板１１との間の空間にある空気などを排気してから、上記空間へＸｅガスを封入する。Ｘｅガスのガス圧は数十ｋＰａ程度に設定されているが、外気圧により前面ガラス基板２０がバリアリブ１２の先端面に密着するようになっている。その後、上記ガラス管を封じ切ることによりＰＤＰのパネル本体が完成する。その後、放電開始電圧よりも大きな電圧を表示電極間に印加して長時間放電によるエージングを行ってもよい。
【００５７】
なお、本実施形態では背面ガラス基板１１にバリアリブ１２を設けてあるが、前面ガラス基板２０における背面ガラス基板１１との対向面にリブを設けてもよい。また、バリアリブ１２を形成した後に電子エミッタ１０を形成してもよい。
【００５８】
ところで、本実施形態では、表示セルに印加する電圧を放電開始電圧よりも小さくすることで、表示セル内での放電を起こすことなくＸｅガスの励起を行うことができ、更なる効率の向上を図ることができる。
【００５９】
いま、バリアリブ１２の高さを１００μｍに設定し、つまり、前面ガラス基板２０と背面ガラス基板１１との間のギャップを１００μｍに設定し、表示セル内の空間に６７ｋＰａのＸｅガスのみが封入されたものとして、透明電極２１とアドレス電極１４との間に直流電圧を印加する場合について種々のシミュレーションを行った結果について図６ないし図１０を参照しながら説明する。ここに、陰極となるアドレス電極１４は電子放出の機能を持っているが、二次電子は放出しないものとする。また、陽極となる透明電極２１は電子のコレクタとして働き、電子エミッタ１０から放射される電子の放射束は任意に設定できるものとする。また、電子エミッタ１０は間欠的に動作させ、３μ秒の動作期間と１μ秒の停止期間とを交互に繰り返すものとする。
【００６０】
図６は電子エミッタ１０から放出されるエミッタ電流の電流密度と、透明電極２１に流れるコレクタ電流とエミッタ電流との比である電流増幅率との関係を種々の印加電圧についてシミュレーションした結果であり、同図中のイは印加電圧を５０Ｖとしたとき、ロは印加電圧を７０Ｖとしたとき、ハは印加電圧を９０Ｖとしたとき、ニは印加電圧を１１０Ｖとしたとき、ホは印加電圧を１３０Ｖとしたとき、ヘは印加電圧を１５０Ｖとしたときをそれぞれ示す。図６から、電流増幅率は、印加電圧、エミッタ電流の電流密度それぞれの増大とともに大きくなることが分かる。
【００６１】
また、エミッタ電流の電流密度と紫外線放射エネルギとの関係を図６のイ〜ヘと同じ印加電圧それぞれについてシミュレーションした結果を図７に示す。ところで、ＸｅガスとＮｅガスとを１：９の割合で混合した混合ガスが封入された従来のＰＤＰの紫外線エネルギと同等の０．６μＪ／ｃｍ２を得るためには、図７から、印加電圧を１５０Ｖとしたときに０．４５ｍＡ／ｃｍ２のエミッタ電流密度が必要となり、印加電圧を１３０Ｖとしたときに略１ｍＡ／ｃｍ２のエミッタ電流密度が必要となり、印加電圧を５０Ｖとしたときに７．３ｍＡ／ｃｍ２のエミッタ電流密度が必要となることが分かる。図８に０．６μＪ／ｃｍ２の紫外線エネルギを得るために必要な印加電圧とエミッタ電流の電流密度との関係を示す。
【００６２】
また、印加電圧と紫外線放射効率との関係のシミュレーション結果を図９に示す。図９から紫外線放射効率は印加電圧の増大とともに減少しているが、印加電圧の増大に伴って紫外線放射効率が減少する原因は、印加電圧の増大に伴い紫外線生成に寄与しないイオンの生成によるエネルギ損失が増えるためである。
【００６３】
図９から、例えば電子エミッタ１０から電流密度が１ｍＡ／ｃｍ２程度になるように電子を放出させれば、紫外線放射効率が約２０％になることが分かる。従来のＰＤＰの紫外線放射効率は約２％程度であるから、本実施形態のような電子エミッタ１０を設けて電子を供給することで、紫外線放射効率を大幅に向上できる（紫外線放射効率を一桁程度大きくする）ことが分かる。
【００６４】
なお、上述のシミュレーションで用いた条件は一例であり、条件の違いで印加電圧や電流の値が大きく変わることもある。また、ガス圧も６７ｋＰａに限定されるものではない。また、放電を起こすことなく紫外線放射効率を向上させることができるので、パッシェンの法則に従う必要がなく、ガス圧を大気圧まで上げても紫外線放射効率を向上させることができる。また、プラズマ中のイオンや中性粒子の衝突により電子エミッタ１０が受けるダメージを低減することもできる。
【００６５】
なお、本実施形態で説明したものでは、電子エミッタ１０の放出電子電流（エミッション電流）Ｉｅの電流密度を７ｍＡ／ｃｍ２以上にすれば、イオン化率も低減され、イオンボンバードなどによるダメージをさらに低減することができ、長寿命化および安定性の向上の面から望ましい。
【００６６】
ところで、従来のＤＣ型のＰＤＰでは、放電電流の増加に伴って放電電圧が上昇する図１０中の異常グロー放電領域ｂで動作させているので、印加電圧を調節することで放電電流を制御することができる。しかしながら、異常グロー放電領域ｂで動作させると、スパッタリングによる透明電極２１やアドレス電極１４の損傷が大きく、寿命が短くなってしまうという問題があった。一方、セル内のガス圧を高めればスパッタリングを低減でき、発光効率が向上するが、放電は図１０中の正常グロー放電領域ａとなり、正常グロー放電では放電電流を増加させても放電電圧は一定ないし減少するので、放電電流を制限しないと過大な放電電流が流れて表示セルを破壊してしまうから、放電電流を制限する手段が必要となる。そこで、従来のＰＤＰにおいては、個々の表示セル毎に保護抵抗を設けることが提案され実用化されている。しかしながら、保護抵抗を形成するためのプロセスが必要となるとともに、パネル構造が複雑になるという問題があった。
【００６７】
これに対し、本実施形態のＰＤＰでは、表示電極とアドレス電極１４との間に電子エミッタ１０が配置され、電子エミッタ１０の下部電極８がアドレス電極１４により構成されているので、電子エミッタ１０が放電電流を制限する保護抵抗としての機能を備えることになり、従来のように別途に保護抵抗を形成する必要がなく、保護抵抗を形成するためのプロセスを追加することなく長寿命化を図ることができる。
【００６８】
また、一般的にＰＤＰにおいて２５６階調の表示を行うためには、表示電極とアドレス電極１４との間へ直流電圧を印加したときに１μ秒以内に放電を開始（始動）させる必要があり、従来のＰＤＰにおいては表示セルの間に設けた補助放電セルで種火となる放電を表示セルの放電とは無関係に常時発生させているので、消費電力が大きくなってしまうとう問題があり、また、補助セルを設けることにより製造プロセスが複雑になるとともに、開口率およびコントラストが低下してしまうという問題があった。
【００６９】
これに対して、本実施形態のＰＤＰでは、表示セル内に封入されたＸｅガスを放電させる以前から電子エミッタ１０を駆動して電子を常時放出させておけば、上記直流電圧を印加したときに１μ秒以内に放電を開始させることが可能になるので、従来のような補助セルを設ける必要がなく、開口率およびコントラストが低下することもない。また、上述の電子エミッタ１０は、補助セルで種火となる放電を発生させるための電圧に比べて低電圧で電子を放出することができるから、低消費電力化を図ることができる。
【００７０】
ところで、本実施形態のように気密容器としての表示セル内に封入されたＸｅガス中へ電子エミッタ１０から放出された電子を注入する際、その注入効率は電子エネルギに依存する。例えば６７ｋＰａのＸｅガス中への注入効率と電子エネルギとの関係をモンテカルロ法でシミュレーションして得られた注入効率の電子エネルギ依存性から、電子エネルギが６ｅＶ程度のときに注入効率が極小となることがわかった。このような注入効率の電子エネルギ依存性は、電子とＸｅ原子との弾性衝突断面積のエネルギ依存性によるものと考えられる。上述のシミュレーションの結果から、注入効率を向上させるためには、電子エネルギが３ｅＶ以下若しくは１０ｅＶ以上になるようにすることが望ましい。
【００７１】
これに対し、上述の電子エミッタ１０から放射される電子のエネルギＮ（Ｅ）のエネルギ分布は図１１に示すようになる。ここに、図１１中のイは上記駆動電圧Ｖpsを１２Ｖとした場合、ロは駆動電圧Ｖpsを１４Ｖとした場合、ハは駆動電圧Ｖpsを１６Ｖとした場合、をそれぞれ示す。図１１から、電子のエネルギＮ（Ｅ）のエネルギ分布は比較的ブロードであって、駆動電圧Ｖpsの増加とともにピークエネルギが高エネルギ側へシフトすることが分かる。上述の電子エミッタ１０における駆動電圧Ｖpsとピークエネルギとの関係は図１２に示すようになり、駆動電圧Ｖpsを５Ｖよりも大きくすることで電子が放出され、駆動電圧Ｖpsが５Ｖ〜３０Ｖの範囲では駆動電圧psの増加に伴ってピークエネルギが大きくなっていることが分かる。また、上述の電子エミッタ１０では、駆動電圧Ｖpsの増加に伴って放出電子電流（エミッション電流）Ｉｅが増大することが知られている。
【００７２】
したがって、上述の電子エミッタ１０から放射される電子のエネルギのピークエネルギが３ｅＶ以下となるような駆動電圧Ｖpsでは十分なエミッション電流Ｉｅが得られない。一方、電子エネルギが１０ｅＶ以上となるような駆動電圧Ｖpsを印加すれば、十分なエミッション電流Ｉｅが得られ、Ｘｅガス中への注入効率も向上するので、電子エミッタ１０については電子エネルギが１０ｅＶ以上となるような駆動電圧Ｖpsで駆動することが望ましい。
【００７３】
なお、図１２から分かるように、電子エミッタ１０の駆動電圧Ｖpsが１６Ｖのときのピークエネルギが８．４ｅＶとなっているが、表面電極７に用いるＡｕの仕事関数が約５ｅＶであることを考えると、ピークエネルギの値は電位差の約７６％の値になっていることが分かる。このことから、電子エネルギ分布のピークエネルギを例えば１５ｅＶとするには、駆動電圧Ｖpsを２５Ｖとする必要があることになり、電子エネルギ分布のピークエネルギを１０ｅＶとするには、駆動電圧Ｖpsを約１８Ｖとすればよいことが分かる。言い換えれば、上述の電子エミッタ１０は、駆動電圧Ｖpsを１８Ｖ以上とすることにより、放射される電子のエネルギ分布におけるピークエネルギが１０ｅＶ以上となる。
【００７４】
なお、図２に示す電子エミッタ付発光装置では、電子エミッタ１０から同図中に矢印Ａで示す向きに電子が放出され、同図中に矢印Ｂで示すように前面ガラス基板２０を通して外部へ光が取り出される。
【００７５】
（実施形態２）
本実施形態では、ＡＣ型のＰＤＰの表示セル（放電セル）として応用可能な図１３に示す電子エミッタ付発光装置を例示する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７６】
ところで、従来のＡＣ型のＰＤＰの放電セルは、図１４に示すような基本構成を有し、周知のように、前面ガラス基板２０における背面ガラス基板１１との対向面に、対をなす２つの透明電極２１，２１が形成され、両透明電極２１，２１を覆うように誘電体層２３が形成され、さらに誘電体層２３を覆うようにＭｇＯ膜２４が形成されている。一方、背面ガラス基板１１における前面ガラス基板２０との対向面上にはアドレス電極１４が形成され、アドレス電極１４を覆うように蛍光体層１３が形成されている。ここに、蛍光体層１３は表示セル内の内壁面において底面と内側面とに跨って形成されており、図１４に示す基本構成の表示セルを用いたＡＣ型のＰＤＰでは、誘電体層２３に蓄積された壁電荷を利用して放電開始電圧（トリガ電圧）を低減させている。ここに、対をなす透明電極２１，２１間には電界印加手段たる交流電源（図示せず）から交流電圧が印加される。なお、図１４に示す基本構成では、同図中に矢印Ｂで示すように前面ガラス基板２０を通して外部へ光が取り出される。
【００７７】
これに対して、本実施形態では、図１３に示すように、実施形態１と同様にアドレス電極１４上に電子エミッタ１０が形成されているので、放電させる以前から、あるいは常時、電子エミッタ１０を駆動手段たる直流電源（図示せず）によって駆動することによって、放電開始電圧を図１４の構成に比べてさらに低減することが可能になる。なお、本実施形態では、電子エミッタ１０が蛍光体層１３に被覆されていないので、表示セル内で放電を発生させる場合にはプラズマに曝されるが、電子エミッタ１０を蛍光体層１３により被覆してもよい。ただし、蛍光体層１３で電子エミッタ１０を被覆することで、電子エミッタ１０からの電子放出効率は低下することもありうる。
【００７８】
（実施形態３）
本実施形態では、ＤＣ型のＰＤＰの表示セルとして応用可能な図１５に示す電子エミッタ付発光装置を例示する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７９】
ところで、従来のＤＣ型のＰＤＰの一種である反射型ＰＤＰの表示セルは、図１６に示すような基本構成を有し、周知のように、前面ガラス基板２０における背面ガラス基板１１との対向面に透明電極２１が形成されている。一方、背面ガラス基板１１における前面ガラス基板２０との対向面上にはアドレス電極１４が形成され、アドレス電極１４の周辺からバリアリブ１２にかけて蛍光体層１３が形成されている。ここに、蛍光体層１３は表示セル内の内壁面である底面と内側面とに跨って形成されている。ここに、対をなす透明電極２１とアドレス電極１４との間には電界印加手段たる直流電源（図示せず）から直流電圧が印加される。なお、図１６に示す基本構成では、同図中に矢印Ｂで示すように前面ガラス基板２０を通して外部へ光が取り出される。
【００８０】
これに対して、本実施形態では、図１５に示すように、前面ガラス基板２０における背面ガラス基板１１との対向面に形成された透明電極２１に重なる形で電子エミッタ１０が形成されている。ここに、電子エミッタ１０は、透明電極２１が実施形態１で説明した下部電極８を兼ねており、表面電極７が背面ガラス基板１１に対向している。要するに、図１５に示す基本構成では、電子エミッタ１０から同図中に矢印Ａで示す向きに電子が放出され、同図中に矢印Ｂで示すように前面ガラス基板２０を通して外部へ光が取り出される。
【００８１】
しかして、本実施形態においても、電子エミッタ１０が表示セル内に配置されているので、放電させる以前から、あるいは常時、電子エミッタ１０を図示しない駆動手段によって駆動することによって、図１６の構成に比べて放電開始電圧を低減することが可能になる。要するに、本実施形態においても、実施形態１と同様に、ガス中へ電子エミッタ１０から電子を供給することにより、紫外線生成に寄与しないイオンの生成によるエネルギの損失を増加させることなく電子密度を向上させることができ、Ｘｅガスの励起効率を向上させることができ、また、Ｘｅガスを励起させるのに必要なエネルギを減少させることができ、放電が開始する放電開始電圧および放電を維持するための電圧を低減することができるから、発光効率が向上するとともに低消費電力化を図ることができる。しかも、電子エミッタ１０が上述のように、表面電極７と下部電極８との間に酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層６を有し表面電極７と下部電極８との間に直流電圧を印加することにより下部電極８から強電界ドリフト層６へ注入された電子が表面電極７を通して放出される弾道電子面放出型の電子エミッタからなるので、電子放出特性の真空度依存性が小さいから、プラズマディスプレイパネルの表示セル内のような数十ｋＰａの圧力中でも比較的低い低駆動電圧で安定して電子を放出することができ、安定性を高めることができる。
【００８２】
また、本実施形態では、前面ガラス基板２０側に電子エミッタ１０を設けているので、背面ガラス基板１１側の作製プロセスを従来から変更する必要がなく、背面ガラス基板１１側に電子エミッタ１０を設ける場合に比べて簡単に製造することが可能になる。
【００８３】
（実施形態４）
本実施形態の電子エミッタ付発光装置の基本構成は図１５に示した実施形態３と略同じであって、図１７に示すように、電子エミッタ１０をバリアリブ１２に設けている点が相違する。本実施形態では、背面ガラス基板１１側に実施形態１と同様の方法でバリアリブ１２を形成した後に、電子エミッタ１０をバリアリブ１２へ付加する工程を加えればよい。なお、実施形態３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
しかして、本実施形態においても、電子エミッタ１０が表示セル内に配設されているので、放電させる以前から、あるいは常時、電子エミッタ１０を図示しない駆動手段によって駆動することによって、図１６の構成に比べて放電開始電圧を低減することが可能になる。要するに、本実施形態においても、実施形態１と同様に、ガス中へ電子エミッタ１０から電子を供給することにより、紫外線生成に寄与しないイオンの生成によるエネルギの損失を増加させることなく電子密度を向上させることができ、Ｘｅガスの励起効率を向上させることができ、また、Ｘｅガスを励起させるのに必要なエネルギを減少させることができ、放電が開始する放電開始電圧および放電を維持するための電圧を低減することができるから、発光効率が向上するとともに低消費電力化を図ることができる。しかも、電子エミッタ１０が上述のように、表面電極７と下部電極８との間に酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層６を有し表面電極７と下部電極８との間に直流電圧を印加することにより下部電極８から強電界ドリフト層６へ注入された電子が表面電極７を通して放出される弾道電子面放出型の電子エミッタからなるので、電子放出特性の真空度依存性が小さいから、プラズマディスプレイパネルの表示セル内のような数十ｋＰａの圧力中でも比較的低い低駆動電圧で安定して電子を放出することができ、安定性を高めることができる。
【００８５】
（実施形態５）
本実施形態では、ＤＣ型のＰＤＰの表示セルとして応用可能な図１８に示す電子エミッタ付発光装置を例示する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８６】
ところで、従来のＤＣ型のＰＤＰの一種である透過型ＰＤＰの表示セルは、図１９に示すような基本構成を有し、周知のように、前面ガラス基板２０における背面ガラス基板１１との対向面に透明電極２１が形成され、透明電極２１の周囲に蛍光体層１３が形成されている。一方、背面ガラス基板１１における前面ガラス基板２０との対向面上にはアドレス電極１４が形成されている。ここに、対をなす透明電極２１とアドレス電極１４との間には電界印加手段たる直流電源（図示せず）から直流電圧が印加される。
【００８７】
これに対して、本実施形態では、図１８に示すように、背面ガラス基板１１上に形成されたアドレス電極１４上に電子エミッタ１０が形成されている。ここに、電子エミッタ１０は、アドレス電極１４が実施形態１で説明した下部電極８を兼ねており、表面電極７が前面ガラス基板２０に対向している。要するに、図１８に示す基本構成では、電子エミッタ１０から同図中に矢印Ａで示す向きに電子が放出される。
【００８８】
しかして、本実施形態においても、電子エミッタ１０が表示セル内に配設されているので、放電させる以前から、あるいは常時、電子エミッタ１０を図示しない駆動手段によって駆動することによって、図１９の構成に比べて放電開始電圧を低減することが可能になる。要するに、本実施形態においても、実施形態１と同様に、ガス中へ電子エミッタ１０から電子を供給することにより、紫外線生成に寄与しないイオンの生成によるエネルギの損失を増加させることなく電子密度を向上させることができ、Ｘｅガスの励起効率を向上させることができ、また、Ｘｅガスを励起させるのに必要なエネルギを減少させることができ、放電が開始する放電開始電圧および放電を維持するための電圧を低減することができるから、発光効率が向上するとともに低消費電力化を図ることができる。しかも、電子エミッタ１０が上述のように、表面電極７と下部電極８との間に酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層６を有し表面電極７と下部電極８との間に直流電圧を印加することにより下部電極８から強電界ドリフト層６へ注入された電子が表面電極７を通して放出される弾道電子面放出型の電子エミッタからなるので、電子放出特性の真空度依存性が小さいから、プラズマディスプレイパネルの表示セル内のような数十ｋＰａの圧力中でも比較的低い低駆動電圧で安定して電子を放出することができ、安定性を高めることができる。
【００８９】
また、本実施形態では、背面ガラス基板１１側に電子エミッタ１０を設けているので、蛍光体層１３の被着面積を減少させることなく電子エミッタ１０の電子放出面積を増大させることができ、比較的容易にエミッタ電流を増加することが可能になる。
【００９０】
（実施形態６）
本実施形態の電子エミッタ付発光装置の基本構成は図１８に示した実施形態５と略同じであって、図２０に示すように、電子エミッタ１０をバリアリブ１２に設けている点が相違する。本実施形態では、背面ガラス基板１１側に実施形態１と同様の方法でバリアリブ１２を形成した後に、電子エミッタ１０をバリアリブ１２へ付加する工程を加えればよい。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９１】
しかして、本実施形態においても、電子エミッタ１０が表示セル内に配置されているので、放電させる以前から、あるいは常時、電子エミッタ１０を図示しない駆動手段によって駆動することによって、図１９の構成に比べて放電開始電圧を低減することが可能になる。要するに、本実施形態においても、実施形態１と同様に、ガス中へ電子エミッタ１０から電子を供給することにより、紫外線生成に寄与しないイオンの生成によるエネルギの損失を増加させることなく電子密度を向上させることができ、Ｘｅガスの励起効率を向上させることができ、また、Ｘｅガスを励起させるのに必要なエネルギを減少させることができ、放電が開始する放電開始電圧および放電を維持するための電圧を低減することができるから、発光効率が向上するとともに低消費電力化を図ることができる。しかも、電子エミッタ１０が上述のように、表面電極７と下部電極８との間に酸化若しくは窒化した多孔質半導体層よりなる強電界ドリフト層６を有し表面電極７と下部電極８との間に直流電圧を印加することにより下部電極８から強電界ドリフト層６へ注入された電子が表面電極７を通して放出される弾道電子面放出型の電子エミッタからなるので、電子放出特性の真空度依存性が小さいから、プラズマディスプレイパネルの表示セル内のような数十ｋＰａの圧力中でも比較的低い低駆動電圧で安定して電子を放出することができ、安定性を高めることができる。
【００９２】
なお、上記各実施形態では、電子エミッタ付発光装置をＰＤＰへ応用した例について説明したが、ＰＤＰに限らず、面状光源や紫外光ランプなどへの応用も考えられ、これらの場合には蛍光体層１３は必ずしも設ける必要はない。また、照明や、紫外線を放出する殺菌ランプなどへの新たな用途を創出することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】実施形態１を示し、エミッタ付発光装置を応用したプラズマディスプレイパネルの概略構成図である。
【図２】同上におけるエミッタ付発光装置の基本構成図である。
【図３】同上における電子エミッタの基本構成図である。
【図４】同上における電子エミッタの動作説明図である。
【図５】同上における電子エミッタの動作説明図である。
【図６】同上のシミュレーション結果による特性説明図である。
【図７】同上のシミュレーション結果による特性説明図である。
【図８】同上のシミュレーション結果による特性説明図である。
【図９】同上のシミュレーション結果による特性説明図である。
【図１０】同上の動作説明図である。
【図１１】同上における電子エミッタの特性説明図である。
【図１２】同上における電子エミッタの特性説明図である。
【図１３】実施形態２を示す概略構成図である。
【図１４】同上の参考例の概略構成図である。
【図１５】実施形態３を示す概略構成図である。
【図１６】同上の参考例の概略構成図である。
【図１７】実施形態４を示す概略構成図である。
【図１８】実施形態５を示す概略構成図である。
【図１９】同上の参考例の概略構成図である。
【図２０】実施形態６を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０  電子エミッタ
１１  背面ガラス基板
１２  バリアリブ
１３  蛍光体層
１４  アドレス電極
２０  前面ガラス基板
２１  透明電極
２２  バス電極
【図１】
2006004954.tif 000003
【図２】
2006004954.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006004954.tif 000009
【図８】
2006004954.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006004954.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2006004954.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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